(57)【要約】【課題】所望の光学性能を得ることができるガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体を提供する。【解決手段】滴下される溶融ガラスを受ける下型と上型とで該下型に滴下された溶融ガラスを加圧成形し、対向する２つの光学機能面を有するガラス成形体を成形する工程と、成形されたガラス成形体に所定の処理をする工程と、を有するガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体に所定の処理をしたときに生じるガラス成形体の光学性能の変化を予め測定しておき、測定した光学性能の変化に基づいて、所定の処理を行った後に光学性能の変化が相殺されるように、成形型の補正または成形条件の変更の少なくとも一方を行ない、ガラス成形体を成形する。【選択図】図３
2010254518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滴下される溶融ガラスを受ける下型と上型とで該下型に滴下された溶融ガラスを加圧成形し、対向する２つの光学機能面を有するガラス成形体を成形する工程と、
成形された前記ガラス成形体に所定の処理をする工程と、を有するガラス成形体の製造方法において、
前記ガラス成形体に前記所定の処理をしたときに生じる前記ガラス成形体の光学性能の変化を予め測定しておき、測定した前記光学性能の変化に基づいて、前記所定の処理を行った後に前記光学性能の変化が相殺されるように、成形型の補正または成形条件の変更の少なくとも一方を行ない、前記ガラス成形体を成形することを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記光学性能は、球面収差であることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記所定の処理は、アニール処理または薄膜コート処理の少なくとも一方の処理であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記成形条件は、前記滴下された溶融ガラスに触れる際の前記下型の温度、または加圧成形する為に前記下型が受けた前記滴下された溶融ガラスに触れる際の前記上型の温度の少なくとも一方の温度であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法を用いて製造されることを特徴とするガラス成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体に関し、特に、溶融ガラス滴を成形型で加圧成形しガラス成形体を得るガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製の光学素子は、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、各種ミラー等として利用されるようになり、その用途は広範囲に及んでいる。
【０００３】
このようなガラス製の光学素子は、加熱、軟化したガラス素材を成形型で加圧成形するプレス成形法により製造されることが多くなってきた。特に、光学面として非球面を有する光学素子は、研削・研磨加工による面形成が容易でないことから、成形型によるプレス成形法による製造が一般的になりつつある。その中でも、溶融ガラスを成形型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得るダイレクトプレス法は、高い生産効率を期待できることから注目されている。
【０００４】
溶融ガラスを成形型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得る方法としは、例えば以下の方法が知られている。
【０００５】
予め上下の成形型を所定温度に加熱しておき、下型の表面に溶融ガラスを滴下し、滴下された溶融ガラスが未だ変形可能な温度にある間に上下の成形型にて加圧成形することで光学機能面が転写されたガラス成形体を得る方法（液滴法）。
【０００６】
ところで、このような溶融ガラスを成形型で直接加圧成形してガラス成形体を得る方法においては、高温に加熱された溶融ガラスが転移転付近の温度に設定された成形型により急冷される為、得られたガラス成形体には大きな熱応力が残留し、内部歪が発生して複屈折を発生させ光学性能を低下させるという問題があった。そこで、成形工程で発生した残留応力を除去する為、加圧成形して得られたガラス成形体に、徐冷点（内部歪が除去できる温度）付近まで加熱して保持した後、歪み点（ガラス素材の粘性流動が開始し、歪が除去できる温度）までゆっくりと冷却する処理である、アニール処理が施されていた。
【０００７】
しかしながら、成形工程で発生する残留応力を除去する為にアニール処理を行うと形状精度を維持できずに、例えば、形状精度０．２μｍ以内のような高精度なガラス成形体を得ることは困難であった。
【０００８】
そこで、このような問題に対応する為、特許文献１では以下の方法が開示されている。所望の形状のプラスチックレンズについてアニール処理をしたときに生じるレンズの形状変化を予め測定しておき、測定値に基づいて、アニール処理を行った後に形状変化が相殺されて所望の形状のプラスチックレンズとなるように成形型を補正し、該補正した成形型を用いてプラスチックレンズを射出成形する。
【０００９】
また、特許文献２では以下の方法が開示されている。成形型の表面形状を、補正前の成形型を使用して成形し、アニール処理を完了して得られる光学素子の光学機能面形状との形状誤差を相殺するように補正し、該補正した成形型を用いて光学素子の成形を行う。
【００１０】
また、特許文献３では以下の方法が開示されている。熱変形シミュレーションにより、所望の形状の光学素子を成形することができるように成形型を設計する。
【００１１】
また、特許文献４では以下の方法が開示されている。アニ−ル処理条件等に基づき成形品内部の残留応力を解析し、所望の光学性能が得られるように成形条件を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２７６７２１号公報
【特許文献２】特開２００３−０７３１３５号公報
【特許文献３】特開平０９−１１０４４０号公報
【特許文献４】特開２００６−１８７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１から３に記載の方法は、何れも所望の形状のガラス成形体を得られるようにするものである。しかしながら、所望の形状が得られたとしても、アニール処理を行うことにより、ガラス成形体内部の屈折率等が部位により均一にならず所望の光学性能が得られないという問題がある。また、特許文献４に記載の方法は、残留応力を高精度に解析することは困難である。
【００１４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、所望の光学性能を得ることができるガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、下記の１から５の何れか１項に記載の発明によって達成される。
【００１６】
１．滴下される溶融ガラスを受ける下型と上型とで該下型に滴下された溶融ガラスを加圧成形し、対向する２つの光学機能面を有するガラス成形体を成形する工程と、
成形された前記ガラス成形体に所定の処理をする工程と、を有するガラス成形体の製造方法において、
前記ガラス成形体に前記所定の処理をしたときに生じる前記ガラス成形体の光学性能の変化を予め測定しておき、測定した前記光学性能の変化に基づいて、前記所定の処理を行った後に前記光学性能の変化が相殺されるように、成形型の補正または成形条件の変更の少なくとも一方を行ない、前記ガラス成形体を成形することを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【００１７】
２．前記光学性能は、球面収差であることを特徴とする前記１に記載のガラス成形体の製造方法。
【００１８】
３．前記所定の処理は、アニール処理または薄膜コート処理の少なくとも一方の処理であることを特徴とする前記１または２に記載のガラス成形体の製造方法。
【００１９】
４．前記成形条件は、前記滴下された溶融ガラスに触れる際の前記下型の温度、または加圧成形する為に前記下型が受けた前記滴下された溶融ガラスに触れる際の前記上型の温度の少なくとも一方の温度であることを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法。
【００２０】
５．前記１から４の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法を用いて製造されることを特徴とするガラス成形体。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ガラス成形体に所定の処理をしたときに生じるガラス成形体の光学性能の変化を予め測定しておき、測定した光学性能の変化に基づいて、所定の処理を行った後に光学性能の変化が相殺されるように、成形型の補正や成形条件の変更を行ない、ガラス成形体を成形するようにした。これにより、所望の光学性能を有するガラス成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係わるガラス成形体の一例であるガラスレンズを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる下型、及び上型の概略構成を示す断面模式図であるである。
【図３】本発明の実施形態に係わるガラスレンズの製造工程の概要を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態におけるガラスレンズを成形する成形装置にあって、下型に溶融ガラスが滴下される状態を模式的に示す図である。
【図５】本実施の形態におけるガラスレンズを成形する成形装置にあって、下型と上型とで滴下された溶融ガラスが加圧成形される状態を模式的に示す図である。
【図６】本実施の形態におけるガラスレンズを成形する成形装置にあって、型開きされた成形型から加圧成形されたガラスレンズが取り出される状態を模式的に示す図である。
【図７】より微小なガラス成形体の製造を可能とする成形装置の例を示す図である。
【図８】実施例１によるガラスレンズの球面収差の変化の様子を示す図である。
【図９】実施例２によるガラスレンズの球面収差の変化の様子を示す図である。
【図１０】実施例３によるガラスレンズの球面収差の変化の様子を示す図である。
【図１１】実施例４によるガラスレンズの球面収差の変化の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態に係わるガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。また、説明に際し、本発明の実施形態に係わるガラス成形体の製造方法は、溶融されたガラス素材を下型に滴下して上下の成形型にて加圧成形する液滴法である。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係わるガラス成形体の製造方法により製造されるガラス成形体の一例であるガラスレンズ２５である。
【００２５】
ガラスレンズ２５は、図１（ａ）に上面図、図１（ｂ）に側面図を示すように、円形の外径を有し、中心軸２５４に対して対称な両凸形状のガラス成形体であり、第１成形面（下成形面）２５１、第２成形面（上成形面）２５２を有している。第１成形面２５１と第２成形面２５２がともに凸の球面を有しているが、ガラスレンズ２５はこのような両凸形状に限られるものではなく、例えば、第１成形面２５１若しくは第２成形面２５２の何れか一方、あるいは両方が凹の球面や非球面、平面等であってもよい。
【００２６】
図２は、ガラスレンズ２５を成形する成形型であって、下型１１及び上型１２を模式的に示す断面図である。
【００２７】
下型１１は溶融ガラス滴を受け、ガラスレンズ２５の第１成形面２５１を形成する為の第１型面（下型面）１１Ｓを有し、上型１２は第２成形面２５２を形成する為の第２型面（上型面）１２Ｓを有している。尚、ガラスレンズ２５の外周部の外径規制面２５３を形成する場合、例えば下型１１の第１型面１１Ｓの外周の更に外側に規制型面（図示しない）を設けてもよい。
【００２８】
このような第１型面１１Ｓ及び第２型面１２Ｓの形状は、成形して得るガラスレンズ２５の光学設計により得られる光学機能面の形状に基づき、更に、ガラス素材の成形の際のひけ等の、これまでの成形経験により得られている成形特性を考慮して形成されている。
【００２９】
上記のように形成されている第１型面１１Ｓ及び第２型面１２Ｓを有するそれぞれ下型１１及び上型１２の材料は、溶融ガラス用の成形型の材料として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。好ましく用いることができる材料として、例えば、各種耐熱合金（ステンレス等）、炭化タングステンを主成分とする超硬材料（ＷＣ超硬材料）、各種セラミックス（炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素、窒化アルミニウム等）、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。下型１１及び上型１２を同じ材料で構成してもよいし、それぞれの型を異なる材料で構成してもよい。
【００３０】
また、下型１１及び上型１２の耐久性向上や溶融ガラス滴との融着防止等の為、表面に被覆層を設けておくことも好ましい。被覆層の材料にも特に制限はなく、例えば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタン等）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等）等を用いることができる。被覆層の成膜方法にも制限はなく、公知の成膜方法の中から適宜選択して用いればよい。例えば、真空蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等が挙げられる。
【００３１】
下型１１及び上型１２は、図示しない加熱手段によって所定の温度に加熱できるように構成されている。下型１１及び上型１２の加熱手段としては、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材として、下型１１及び上型１２や下型１１及び上型１２それぞれのフォルダの内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。
【００３２】
また、下型１１及び上型１２それぞれに熱電対等の温度センサを備え、それぞれの型の温度が所定の温度であるかどうかを確認できるようにしても良い。例えば、ヒーターと熱電対とが組み込まれた板状部材（熱板）を上記の下型１１及び上型１２それぞれに接触するように設ける方法がある。下型１１及び上型１２に上記の熱板を配置する際、熱電対等の温度センサは、下型１１及び上型１２にできるだけ近くなるようにするのが好ましい。
【００３３】
上記の温度センサにより検知された下型１１及び上型１２の温度と所定の温度とを比較して下型１１及び上型１２が所定の温度となるようにフィードバック制御を行うのがより好ましい。フィードバック制御を行うことにより、より高精度に下型１１及び上型１２の温度を設定することができる。これにより、成形の際の下型１１及び上型１２の温度が一定となるように制御され、下型１１及び上型１２の温度をより安定させることができ、ガラスレンズ２５をより高い良品率で安定して製造することができる。
【００３４】
上記で説明した下型１１及び上型１２を用いて、ガラスレンズ２５を製造する成形装置１０について、図４から図７を用いて説明する。図４から図７は、本実施の形態におけるガラスレンズ２５を成形する成形装置１０の一例を示す模式図である。図４は、下型１１に溶融ガラスが滴下される滴下工程における状態を示している。図５は、下型１１と上型１２とで滴下された溶融ガラスが加圧成形される加圧成形工程における状態を示している。図６は、型開きされた成形型から加圧成形されたガラスレンズ２５が取り出される離型工程における状態を示している。尚、図６では、ガラス素材である溶融ガラス滴を滴下する部分は省略している。
【００３５】
また、図７は、より微小なガラスレンズ２５の製造を可能とする成形装置１０の別例を示している。溶融ガラス滴２０の質量は、滴下ノズル２３の先端部の外径等によって調整可能である。図７に示すように、滴下ノズル２３から滴下した溶融ガラス滴２０を、一旦、貫通孔３６を有する微小化部材３７で受け、貫通孔３６によって溶融ガラス滴２０が微小化された微小滴３５を第１型面１１Ｓの上に滴下してもよい。このように微小化部材３７を用いることによって、溶融ガラス滴２０より微小な微小滴３５を滴下することができる為、滴下ノズル２３から直接第１型面１１Ｓの上に溶融ガラス滴を滴下する場合よりも、微小なガラス成形体の製造が可能となる。
【００３６】
図４、図５に示すように、成形装置１０は、加圧成形される溶融ガラス２２を貯留する溶融槽２１、溶融槽２１の下部に接続された滴下ノズル２３、溶融ガラス滴２０を受ける為の下型１１、下型１１と共に溶融ガラス滴２０を加圧する上型１２を有している。
【００３７】
下型１１は、型移動手段（図示しない）により、滴下ノズル２３の下方で溶融ガラス滴２０を受ける為の位置（滴下位置Ｐ１）と、上型１２と対向して溶融ガラス滴２０を加圧成形する為の位置（加圧位置Ｐ２）との間で移動可能に構成されている。
【００３８】
下型１１と上型１２とが所定の間隔、又は、所定の加圧力で加圧成形するように、上型１２は、加圧駆動手段（図示しない）により、上下方向に移動可能に構成されている。
【００３９】
本実施形態においては、上型１２のみが加圧方向に移動する構成としているが、これに限定されるものではなく、上型１２は固定しておき、下型１１のみが加圧方向に移動する構成としてもよいし、下型１１と上型１２の両方を移動型としてもよい。
【００４０】
滴下位置Ｐ１で溶融ガラス滴２０を受けた下型１１は、加圧位置Ｐ２に移動し、上型１２が加圧方向である下向きに移動し、溶融ガラス滴２０を加圧成形する。この後、上型１２が上昇して下型１１から待避し型開きする。
【００４１】
型開きした際、溶融ガラス滴２０が成形されてなるガラスレンズ２５は、例えば図６に示すように、上型１２に付着する場合がある。成形装置１０は、このようなガラスレンズ２５を取り出して回収する回収機５１を備えている。
【００４２】
回収機５１は、例えば、ロボット等のアームの先端部に、例えばガラスレンズ２５の光学面でない周囲部分に接して、真空吸着（図６中矢印６０は空気の流れる方向を示す）等によりガラスレンズ２５を保持する保持部材４２を備えている。保持部材４２の材料は、ガラスレンズ２５にキズ等が生じ難い例えば耐熱樹脂とするのが好ましい。
【００４３】
回収機５１は、保持部材４２でガラスレンズ２５を保持し、ガラスレンズ２５が付着している上型１２よりガラスレンズ２５を剥離して取り出し、パレット等の所定位置に回収する。
【００４４】
本実施の形態では、回収機５１は、上型１２にガラスレンズ２５が付着する場合を例として示しているが、下型１１にガラスレンズ２５が付着する場合もある。この場合も上記と同様に、例えば、回収機５１の保持部材４２のガラスレンズ２５を吸着する開口部を下向きにして下型１１に付着しているガラスレンズ２５を剥離して取り出して回収するようにすることができる。
【００４５】
成形装置１０を用いてガラスレンズ２５を製造する際のフローチャートを図３に示す。下型１１及び上型１２を所定の温度に設定した状態（Ｓ１１）で、下型１１を滴下位置Ｐ１に移動させる（Ｓ１２）。滴下位置Ｐ１に移動された下型１１は、滴下ノズル２３から落下する溶融ガラス滴２０を受ける（Ｓ１３）。溶融ガラス滴２０を受けた下型１１は、加圧位置Ｐ２に移動される（Ｓ１４）。移動された下型１１に対し、上型１２が降下して、下型１１とで溶融ガラス滴２０を加圧成形する（Ｓ１５）。その後、下型１１から上型１２が待避して型開きし（Ｓ１６）、ガラスレンズ２５を回収機５１等で例えば上型１２から回収する（Ｓ１７）。次に、このようにして得られたガラスレンズ２５に、成形工程で発生した残留応力を除去する為のアニール処理や反射防止等の為の薄膜コート処理等の処理を施しガラスレンズ２５を完成させる（Ｓ１８）。以降、これらの工程を繰り返して所望の数のガラスレンズ２５を製造することができる。
【００４６】
このようなガラスレンズの製造法方法においては、加圧成形して得られたガラスレンズにアニール処理を施すことにより、ガラスレンズが高温条件下に曝されることによって、レンズ曲率が変形する形状変化は勿論のこと、非球面のうねりが変形するレンズ面形状の変形が発生し、寸法精度が低下し所望の光学性能が得られないといった問題がある。また、加圧成形して得られたガラスレンズに薄膜コート処理を施すことにより、アニール処理の場合と同様に高温による寸法精度の低下やレンズ面の光軸（中心軸２５４）方向のコート膜厚のばらつき等により所望の光学性能が得られないといった問題がある。
【００４７】
そこで本発明は、所望の光学性能が得られるように、ガラスレンズにアニール処理や薄膜コート処理等の処理を施したときに生じるガラスレンズの光学性能の変化を予め測定しておき、測定した光学性能の変化に基づいて、アニール処理や薄膜コート処理等の処理を行った後に光学性能の変化が相殺されるように、成形型の補正や成形条件の変更を行ない、ガラスレンズを成形するものである。尚、本実施の形態における光学性能は球面収差であり、また、成形条件は成形型の温度である。
【００４８】
ここで、成形型の補正や成形条件の変更の流れについて説明する。
【００４９】
最初に、成形型の補正について説明する。成形装置１０に最初に下型１１及び上型１２を取り付け、所望の光学性能のガラスレンズ２５が得られるように各種位置調整や成形条件を設定し、ガラスレンズ２５の試作を行ない、球面収差を測定する。次に、試作したガラスレンズ２５にアニール処理や薄膜コート処理等の処理を施した後、再度球面収差を測定する。そして、２つの測定結果から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理や薄膜コート処理等の処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の面形状を補正する。
【００５０】
次に、成形型の温度による球面収差の制御に関して説明する。本実施形態において、成形の際の下型１１若しくは上型１２の少なくとも一方の型の温度を変えてガラスレンズ２５を成形することにより、ガラスレンズ２５の球面収差を、温度を変える前に成形したものとは異なるように制御することができる。
【００５１】
上記の型の温度を変えるとは、下型１１においては、滴下された溶融ガラスが下型１１に触れる際の温度を変えることであり、上型１２においては、加圧成形の為に上型１２が降下して、下型１１に滴下された溶融ガラスに上型１２が触れる際の温度を変えることである。尚、変更した温度は、以降、球面収差を変える等の意図的に変える場合を除いて変えることはなく、好ましくは上述したフィードバック制御を用いて一定とする。
【００５２】
成形の際の下型１１若しくは上型１２の少なくとも一方の型の温度を変えると、成形の際のガラス素材である溶融ガラス滴２０の熱収縮による形状変化（ヒケ）の量が変わり、その結果、球面収差が変化するものと推測される。型の温度を高くする程、ヒケが小さくなってガラスレンズ２５の形状が成形型面の形状に近づく方向に変化し、また、型の温度を低くする程、急冷されて熱収縮による形状に大きな変化を及ぼすと推測される。
【００５３】
成形装置１０に最初に下型１１及び上型１２を取り付け、所望の光学性能のガラスレンズ２５が得られるように各種調整を行うが、その調整の中で、下型１１及び上型１２に対し仮の温度を設定し、ガラスレンズ２５の試作を行ない、球面収差を測定する。次に、試作したガラスレンズ２５にアニール処理や薄膜コート処理等の処理を施した後、再度球面収差を測定する。そして、２つの測定結果から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理や薄膜コート処理等の処理を行った後に光学性能の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の温度を変化させる。
【００５４】
変化させて設定する温度は、試作のガラスレンズ２５を製造した際の下型１１及び上型１２の少なくとも一方の温度に対し、高くするか低くするか、またその温度差をいくらにするかが考えられる。こうした設定温度は、主にガラスレンズ２５の形状、すなわち、例えば両凸、両凹、平凸、平凹、凸や凹のメニスカス及び非球面等に依存すると考えられ、それぞれの形状により異なる。設定する下型１１及び上型１２の温度範囲は、実用的な範囲として、使用するガラス素材のガラス転移温度Ｔｇとすると、概ねＴｇ−１００℃以上、Ｔｇ＋１００℃以下の範囲が考えられる。
【００５５】
このように、本発明の実施形態に係るガラスレンズ２５（ガラス成形体）の製造方法よれば、ガラスレンズ２５にアニール処理や薄膜コート処理等の所定の処理を施したときに生じるガラスレンズ２５の球面収差（光学性能）の変化を予め測定しておき、測定した球面収差の変動量に基づいて、アニール処理や薄膜コート処理等の所定の処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、成形型の補正や成形条件（成形型の温度）の変更を行ない、ガラスレンズ２５を成形するようにした。これにより、球面収差を所望の光学性能となる範囲内に抑えることができ、所望の光学性能を有するガラスレンズ２５を得ることができる。
【００５６】
また、成形条件の変更により、アニール処理や薄膜コート処理等の所定の処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるようにする場合は、多大な費用と時間を要する成形型の補正が不要な為、生産性を高めることができる。
【実施例】
【００５７】
（実施例１）
本実施例は、アニール処理及び薄膜コート処理を行うことにより生じる球面収差の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の面形状を補正するものである。
【００５８】
ガラスレンズ２５として、外径がφ４ｍｍ、光学有効径がφ３ｍｍ、レンズ中心の厚み（軸上厚）の設計値が２ｍｍの両凸非球面レンズを製造した。ガラス材料は、ガラス転移温度Ｔｇが４８０℃、屈折率ｎｄが約１．６、熱膨張係数＝１２×１０−６／℃のシリカ系ガラスを用いた。
【００５９】
金型（下型１１及び上型１２）の材料は、タングステンカーバイドを主成分とする超硬材料（熱膨張係数＝５．０×１０−６／℃）を用いた。
【００６０】
最初に、ガラスレンズ２５の設計形状（非球面係数、曲率半径）に、成形の際の温度を４８０℃に設定した上で、下型１１及び上型１２とガラス材料の熱膨張係数を考慮した変形量を考慮して上型１２及び下型１１を作製し、この上型１２及び下型１１を用いてガラスレンズ２５を成形した。これを成形試作とする。成形装置１０に取り付けられた上型１２及び下型１１の調整は、球面収差量の調整以外は調整されている。
【００６１】
下型１１及び上型１２には加熱の為のヒーター及び温度センサが設けられ、常に設定された温度が一定となるようにフィードバック制御がなされている。
【００６２】
成形は、図３のフローチャートに示したように、下型１１の温度及び上型１２の温度をそれぞれ４８０℃に設定し（Ｓ１１）、下型１１を溶融ガラス滴２０を滴下する為の白金製の滴下ノズル２３の直下である滴下位置Ｐ１に移動させる（Ｓ１２）。本実施例では、成形装置１０は、図７に示す微小化部材３７を備え、微小化部材３７が有する貫通孔３６によって、滴下ノズル２３から滴下された溶融ガラス滴２０を微小化した微小滴３５を下型１１で受ける（Ｓ１３）。微小滴３５を下型１１で受けた後、下型１１を上型１２の下方である加圧位置Ｐ２まで移動させる（Ｓ１４）。下型１１が加圧位置Ｐ２に到達した後３秒経過後、上型１２が下向きで垂直方向に移動し、下型１１内の微小滴３５を加圧成形する（Ｓ１５）。上型１２の移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃ、上型１２のプレス圧力は０．５ｋＮ、プレス圧力を維持している時間は１０秒間とした。加圧成形後、下型１１から上型１２を待避させ（Ｓ１６）、ガラスレンズ２５を回収する（Ｓ１７）。
【００６３】
回収した成形試作のガラスレンズ２５を干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図８（ａ）に、成形試作のガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。測定した球面収差は、３次球面収差、５次球面収差、７次球面収差及び９次球面収差であって、それぞれＳＡ３、ＳＡ５、ＳＡ７及びＳＡ９と表記する。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、全ての球面収差（ＳＡ３〜ＳＡ９）は、設計軸上厚２ｍｍ付近で球面収差量の規格範囲（±１５ｍλｒｍｓ）内に収まっている。
【００６５】
次に、成形試作されたガラスレンズ２５に以下の設定でアニール処理及び薄膜コート処理を施した後、再度干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図８（ｂ）に、アニール処理及び薄膜コート処理が施された成形試作のガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
・アニール処理：ソーク温度４００℃、除冷速度５０℃／時間
・薄膜コート処理：ＡＲコート
図８（ｂ）に示すように、成形試作されたガラスレンズ２５にアニール処理及び薄膜コート処理を施すことにより、球面収差が変動し規格範囲から外れている。
【００６６】
次に、このようにして測定された２つの測定結果から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の面形状を補正した。続いて、補正された下型１１及び上型１２を用い、前述の図３に示したフローチャートの成形工程を経て、ガラスレンズ２５を成形した。そして、成形されたガラスレンズ２５を干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図８（ｃ）に、成形されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００６７】
次に、成形されたガラスレンズ２５に成形試作の場合と同様の設定でアニール処理及び薄膜コート処理を施した後、干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図８（ｄ）に、アニール処理及び薄膜コート処理が施されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００６８】
図８（ｃ）に示すように、成形後のガラスレンズ２５においては、球面収差の規格を満足する軸上厚は狭い範囲に限られるが、図８（ｄ）に示すように、アニール処理及び薄膜コート処理を施した後のガラスレンズ２５においては、広い範囲の軸上厚で球面収差の規格を満足することが確認できた。
【００６９】
（実施例２）
本実施例は、アニール処理及び薄膜コート処理を行うことにより生じる球面収差の変化が相殺されるように、下型１１の温度を変化させるものである。
【００７０】
尚、本実施例によるガラスレンズ２５の設計形状、また、ガラス材料、金型（下型１１及び上型１２）、成形条件、アニール処理及び薄膜コート処理条件等は、実施例１の成形試作の場合と同様なので、その説明は省略する。
【００７１】
最初に、実施例１によって測定された２つの測定結果（成形試作されたガラスレンズ２５の透過波面収差と成形試作されたガラスレンズ２５にアニール処理及び薄膜コート処理が施された後の透過波面収差）から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、下型１１の温度を４８０℃から４７０℃に変更し、前述の図３に示したフローチャートの成形工程を経て、ガラスレンズ２５を成形した。そして、成形されたガラスレンズ２５を干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図９（ａ）に、成形されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００７２】
次に、成形されたガラスレンズ２５に成形試作の場合と同様の設定でアニール処理及び薄膜コート処理を施した後、干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図９（ｂ）に、アニール処理及び薄膜コート処理が施されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００７３】
実施例１の場合と同様に、図９（ａ）に示すように、成形後のガラスレンズ２５においては、球面収差の規格を満足する軸上厚は狭い範囲に限られるが、図９（ｂ）に示すように、アニール処理及び薄膜コート処理を施した後のガラスレンズ２５においては、広い範囲の軸上厚で球面収差の規格を満足することが確認できた。
【００７４】
（実施例３）
本実施例は、アニール処理及び薄膜コート処理を行うことにより生じる球面収差の変化が相殺されるように、上型１２の温度を変化させるものである。
【００７５】
尚、本実施例によるガラスレンズ２５の設計形状、また、ガラス材料、金型（下型１１及び上型１２）、成形条件、アニール処理及び薄膜コート処理条件等は、実施例１の成形試作の場合と同様なので、その説明は省略する。
【００７６】
最初に、実施例１によって測定された２つの測定結果（成形試作されたガラスレンズ２５の透過波面収差と成形試作されたガラスレンズ２５にアニール処理及び薄膜コート処理が施された後の透過波面収差）から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、上型１２の温度を４８０℃から４７０℃に変更し、前述の図３に示したフローチャートの成形工程を経て、ガラスレンズ２５を成形した。そして、成形されたガラスレンズ２５を干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図１０（ａ）に、成形されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００７７】
次に、成形されたガラスレンズ２５に成形試作の場合と同様の設定でアニール処理及び薄膜コート処理を施した後、干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図１０（ｂ）に、アニール処理及び薄膜コート処理が施されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００７８】
実施例１の場合と同様に、図１０（ａ）に示すように、成形後のガラスレンズ２５においては、球面収差の規格を満足する軸上厚は狭い範囲に限られるが、図１０（ｂ）に示すように、アニール処理及び薄膜コート処理を施した後のガラスレンズ２５においては、広い範囲の軸上厚で球面収差の規格を満足することが確認できた。
【００７９】
（実施例４）
本実施例は、アニール処理及び薄膜コート処理を行うことにより生じる球面収差の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の温度を変化させるものである。
【００８０】
尚、本実施例によるガラスレンズ２５の設計形状、また、ガラス材料、金型（下型１１及び上型１２）、成形条件、アニール処理及び薄膜コート処理条件等は、実施例１の成形試作の場合と同様なので、その説明は省略する。
【００８１】
最初に、実施例１によって測定された２つの測定結果（成形試作されたガラスレンズ２５の透過波面収差と成形試作されたガラスレンズ２５にアニール処理及び薄膜コート処理が施された後の透過波面収差）から得られる球面収差の変動量に基づいて、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、下型１１及び上型１２の温度を４８０℃から４７０℃に変更し、前述の図３に示したフローチャートの成形工程を経て、ガラスレンズ２５を成形した。そして、成形されたガラスレンズ２５を干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図１１（ａ）に、成形されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００８２】
次に、成形されたガラスレンズ２５に成形試作の場合と同様の設定でアニール処理及び薄膜コート処理を施した後、干渉計を用いてその透過波面収差を測定した。図１１（ｂ）に、アニール処理及び薄膜コート処理が施されたガラスレンズ２５の球面収差と軸上厚の関係を示す。
【００８３】
実施例１の場合と同様に、図１１（ａ）に示すように、成形後のガラスレンズ２５においては、球面収差の規格を満足する軸上厚は狭い範囲に限られるが、図１１（ｂ）に示すように、アニール処理及び薄膜コート処理を施した後のガラスレンズ２５においては、広い範囲の軸上厚で球面収差の規格を満足することが確認できた。
【００８４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。
【００８５】
例えば、前述の実施形態においては、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように成形型の補正や成形条件（成形型の温度）の変更を行うようにしたが、成形型の補正と成形条件（成形型の温度）の変更を並行して行ってもよい。これにより、球面収差を所望の光学性能となる範囲内により高い精度で抑えることができる。
【００８６】
また、前述の実施形態においては、アニール処理及び薄膜コート処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように成形型の補正や成形条件（成形型の温度）の変更を行うようにしたが、軸上厚を変更するようにしてもよい。軸上厚を変更することにより図８〜図１１に示したように球面収差を制御することができ、球面収差を所望の光学性能となる範囲内に抑えることができる。軸上厚は、例えば、成形条件の１つである溶融ガラス滴２０を下型１１に滴下してから上型１２とで加圧成形するまでの時間を変更することにより、変化させることができる。
【００８７】
また、前述の実施形態においては、成形されたガラスレンズ２５にアニール処理及び薄膜コート処理を施すようにしたが、何れか一方の処理であっても、前述の各工程を経ることにより、同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、前述の実施形態においては、成形されたガラスレンズ２５に施す処理としてアニール処理及び薄膜コート処理を例示して説明してきたが、応力開放で僅かながら球面収差に影響を及ぼす可能性のある芯取りも含め、これらの処理を行った後に球面収差の変化が相殺されるように、成形型の補正や成形条件の変更を行ない、ガラスレンズ２５を成形するようにしてもよい。これにより、球面収差を所望の光学性能となる範囲内にさらに高い精度で抑えることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  成形装置
１１  下型
１２  上型
２０  溶融ガラス滴
２１  溶融槽
２２  溶融ガラス
２３  滴下ノズル
２５  ガラスレンズ
３５  微小滴
３６  貫通孔
３７  微小化部材
５１  回収機
Ｐ１  滴下位置
Ｐ２  加圧位置
【図１】
2010254518.tif 000003
【図２】
2010254518.tif 000004
【図３】
2010254518.tif 000005
【図４】
2010254518.tif 000006
【図５】
2010254518.tif 000007
【図６】
2010254518.tif 000008
【図７】
2010254518.tif 000009
【図８】
2010254518.tif 000010
【図９】
2010254518.tif 000011
【図１０】
2010254518.tif 000012
【図１１】
2010254518.tif 000013